Move DataTypes.h to include/llvm/System, update all users. This breaks the last
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / ELF.h
index 0fa5dd7419ee456b79682b4e7491fc1280609c2a..e303ebb0de91ec5ddca6f390e04db6f0381a2ac9 100644 (file)
 // This header contains common, non-processor-specific data structures and
 // constants for the ELF file format.
 //
-// The details of the ELF32 bits in this file are largely based on
-// the Tool Interface Standard (TIS) Executable and Linking Format
-// (ELF) Specification Version 1.2, May 1995. The ELF64 stuff is not
-// standardized, as far as I can tell. It was largely based on information
-// I found in OpenBSD header files.
+// The details of the ELF32 bits in this file are largely based on the Tool
+// Interface Standard (TIS) Executable and Linking Format (ELF) Specification
+// Version 1.2, May 1995. The ELF64 is based on HP/Intel definition of the
+// ELF-64 object file format document, Version 1.5 Draft 2 May 27, 1998
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef CODEGEN_ELF_H
 #define CODEGEN_ELF_H
 
+#include "llvm/CodeGen/BinaryObject.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRelocation.h"
-#include "llvm/Support/DataTypes.h"
-#include <cstring>
+#include "llvm/System/DataTypes.h"
 
 namespace llvm {
-  class GlobalVariable;
+  class GlobalValue;
 
   // Identification Indexes
   enum {
@@ -47,71 +46,181 @@ namespace llvm {
     ET_HIPROC = 0xffff  // Processor-specific
   };
 
-  // Object file classes.
-  enum {
-    ELFCLASS32 = 1, // 32-bit object file
-    ELFCLASS64 = 2  // 64-bit object file
-  };
-
-  // Object file byte orderings.
-  enum {
-    ELFDATA2LSB = 1, // Little-endian object file
-    ELFDATA2MSB = 2  // Big-endian object file
-  };
-
   // Versioning
   enum {
     EV_NONE = 0,
     EV_CURRENT = 1
   };
 
-  struct ELFHeader {
-    // e_machine - This field is the target specific value to emit as the
-    // e_machine member of the ELF header.
-    unsigned short e_machine;
-
-    // e_flags - The machine flags for the target.  This defaults to zero.
-    unsigned e_flags;
-
-    // e_size - Holds the ELF header's size in bytes
-    unsigned e_ehsize;
-
-    // Endianess and ELF Class (64 or 32 bits)
-    unsigned ByteOrder;
-    unsigned ElfClass;
-
-    unsigned getByteOrder() const { return ByteOrder; }
-    unsigned getElfClass() const { return ElfClass; }
-    unsigned getSize() const { return e_ehsize; }
-    unsigned getMachine() const { return e_machine; }
-    unsigned getFlags() const { return e_flags; }
-
-    ELFHeader(unsigned short machine, unsigned flags,
-              bool is64Bit, bool isLittleEndian)
-      : e_machine(machine), e_flags(flags) {
-        ByteOrder = is64Bit ? ELFCLASS64 : ELFCLASS32;
-        ElfClass  = isLittleEndian ? ELFDATA2LSB : ELFDATA2MSB;
-        e_ehsize  = is64Bit ? 64 : 52;
-      }
+  /// ELFSym - This struct contains information about each symbol that is
+  /// added to logical symbol table for the module.  This is eventually
+  /// turned into a real symbol table in the file.
+  struct ELFSym {
+
+    // ELF symbols are related to llvm ones by being one of the two llvm
+    // types, for the other ones (section, file, func) a null pointer is
+    // assumed by default.
+    union {
+      const GlobalValue *GV;  // If this is a pointer to a GV
+      const char *Ext;        // If this is a pointer to a named symbol
+    } Source;
+
+    // Describes from which source type this ELF symbol comes from,
+    // they can be GlobalValue, ExternalSymbol or neither.
+    enum {
+      isGV,      // The Source.GV field is valid.
+      isExtSym,  // The Source.ExtSym field is valid.
+      isOther    // Not a GlobalValue or External Symbol
+    };
+    unsigned SourceType;
+
+    bool isGlobalValue() const { return SourceType == isGV; }
+    bool isExternalSym() const { return SourceType == isExtSym; }
+
+    // getGlobalValue - If this is a global value which originated the
+    // elf symbol, return a reference to it.
+    const GlobalValue *getGlobalValue() const {
+      assert(SourceType == isGV && "This is not a global value");
+      return Source.GV;
+    };
+
+    // getExternalSym - If this is an external symbol which originated the
+    // elf symbol, return a reference to it.
+    const char *getExternalSymbol() const {
+      assert(SourceType == isExtSym && "This is not an external symbol");
+      return Source.Ext;
+    };
+
+    // getGV - From a global value return a elf symbol to represent it
+    static ELFSym *getGV(const GlobalValue *GV, unsigned Bind,
+                         unsigned Type, unsigned Visibility) {
+      ELFSym *Sym = new ELFSym();
+      Sym->Source.GV = GV;
+      Sym->setBind(Bind);
+      Sym->setType(Type);
+      Sym->setVisibility(Visibility);
+      Sym->SourceType = isGV;
+      return Sym;
+    }
+
+    // getExtSym - Create and return an elf symbol to represent an
+    // external symbol
+    static ELFSym *getExtSym(const char *Ext) {
+      ELFSym *Sym = new ELFSym();
+      Sym->Source.Ext = Ext;
+      Sym->setBind(STB_GLOBAL);
+      Sym->setType(STT_NOTYPE);
+      Sym->setVisibility(STV_DEFAULT);
+      Sym->SourceType = isExtSym;
+      return Sym;
+    }
+
+    // getSectionSym - Returns a elf symbol to represent an elf section
+    static ELFSym *getSectionSym() {
+      ELFSym *Sym = new ELFSym();
+      Sym->setBind(STB_LOCAL);
+      Sym->setType(STT_SECTION);
+      Sym->setVisibility(STV_DEFAULT);
+      Sym->SourceType = isOther;
+      return Sym;
+    }
+
+    // getFileSym - Returns a elf symbol to represent the module identifier
+    static ELFSym *getFileSym() {
+      ELFSym *Sym = new ELFSym();
+      Sym->setBind(STB_LOCAL);
+      Sym->setType(STT_FILE);
+      Sym->setVisibility(STV_DEFAULT);
+      Sym->SectionIdx = 0xfff1;  // ELFSection::SHN_ABS;
+      Sym->SourceType = isOther;
+      return Sym;
+    }
+
+    // getUndefGV - Returns a STT_NOTYPE symbol
+    static ELFSym *getUndefGV(const GlobalValue *GV, unsigned Bind) {
+      ELFSym *Sym = new ELFSym();
+      Sym->Source.GV = GV;
+      Sym->setBind(Bind);
+      Sym->setType(STT_NOTYPE);
+      Sym->setVisibility(STV_DEFAULT);
+      Sym->SectionIdx = 0;  //ELFSection::SHN_UNDEF;
+      Sym->SourceType = isGV;
+      return Sym;
+    }
+
+    // ELF specific fields
+    unsigned NameIdx;         // Index in .strtab of name, once emitted.
+    uint64_t Value;
+    unsigned Size;
+    uint8_t Info;
+    uint8_t Other;
+    unsigned short SectionIdx;
+
+    // Symbol index into the Symbol table
+    unsigned SymTabIdx;
+
+    enum {
+      STB_LOCAL = 0,  // Local sym, not visible outside obj file containing def
+      STB_GLOBAL = 1, // Global sym, visible to all object files being combined
+      STB_WEAK = 2    // Weak symbol, like global but lower-precedence
+    };
+
+    enum {
+      STT_NOTYPE = 0,  // Symbol's type is not specified
+      STT_OBJECT = 1,  // Symbol is a data object (variable, array, etc.)
+      STT_FUNC = 2,    // Symbol is executable code (function, etc.)
+      STT_SECTION = 3, // Symbol refers to a section
+      STT_FILE = 4     // Local, absolute symbol that refers to a file
+    };
+
+    enum {
+      STV_DEFAULT = 0,  // Visibility is specified by binding type
+      STV_INTERNAL = 1, // Defined by processor supplements
+      STV_HIDDEN = 2,   // Not visible to other components
+      STV_PROTECTED = 3 // Visible in other components but not preemptable
+    };
+
+    ELFSym() : SourceType(isOther), NameIdx(0), Value(0),
+               Size(0), Info(0), Other(STV_DEFAULT), SectionIdx(0),
+               SymTabIdx(0) {}
+
+    unsigned getBind() const { return (Info >> 4) & 0xf; }
+    unsigned getType() const { return Info & 0xf; }
+    bool isLocalBind() const { return getBind() == STB_LOCAL; }
+    bool isFileType() const { return getType() == STT_FILE; }
+
+    void setBind(unsigned X) {
+      assert(X == (X & 0xF) && "Bind value out of range!");
+      Info = (Info & 0x0F) | (X << 4);
+    }
+
+    void setType(unsigned X) {
+      assert(X == (X & 0xF) && "Type value out of range!");
+      Info = (Info & 0xF0) | X;
+    }
+
+    void setVisibility(unsigned V) {
+      assert(V == (V & 0x3) && "Visibility value out of range!");
+      Other = V;
+    }
   };
 
   /// ELFSection - This struct contains information about each section that is
   /// emitted to the file.  This is eventually turned into the section header
   /// table at the end of the file.
-  struct ELFSection {
-
+  class ELFSection : public BinaryObject {
+    public:
     // ELF specific fields
-    std::string Name;       // Name of the section.
-    unsigned NameIdx;       // Index in .shstrtab of name, once emitted.
-    unsigned Type;
-    unsigned Flags;
-    uint64_t Addr;
-    unsigned Offset;
-    unsigned Size;
-    unsigned Link;
-    unsigned Info;
-    unsigned Align;
-    unsigned EntSize;
+    unsigned NameIdx;   // sh_name - .shstrtab idx of name, once emitted.
+    unsigned Type;      // sh_type - Section contents & semantics 
+    unsigned Flags;     // sh_flags - Section flags.
+    uint64_t Addr;      // sh_addr - The mem addr this section is in.
+    unsigned Offset;    // sh_offset - Offset from the file start
+    unsigned Size;      // sh_size - The section size.
+    unsigned Link;      // sh_link - Section header table index link.
+    unsigned Info;      // sh_info - Auxillary information.
+    unsigned Align;     // sh_addralign - Alignment of section.
+    unsigned EntSize;   // sh_entsize - Size of entries in the section e
 
     // Section Header Flags
     enum {
@@ -141,8 +250,8 @@ namespace llvm {
       SHT_REL      = 9,  // Relocation entries; no explicit addends.
       SHT_SHLIB    = 10, // Reserved.
       SHT_DYNSYM   = 11, // Symbol table.
-      SHT_LOPROC   = 0x70000000, // Lowest processor architecture-specific type.
-      SHT_HIPROC   = 0x7fffffff, // Highest processor architecture-specific type.
+      SHT_LOPROC   = 0x70000000, // Lowest processor arch-specific type.
+      SHT_HIPROC   = 0x7fffffff, // Highest processor arch-specific type.
       SHT_LOUSER   = 0x80000000, // Lowest type reserved for applications.
       SHT_HIUSER   = 0xffffffff  // Highest type reserved for applications.
     };
@@ -161,64 +270,46 @@ namespace llvm {
     /// SectionIdx - The number of the section in the Section Table.
     unsigned short SectionIdx;
 
-    /// SectionData - The actual data for this section which we are building
-    /// up for emission to the file.
-    std::vector<unsigned char> SectionData;
-
-    /// Relocations - The relocations that we have encountered so far in this 
-    /// section that we will need to convert to MachORelocation entries when
-    /// the file is written.
-    std::vector<MachineRelocation> Relocations;
+    /// Sym - The symbol to represent this section if it has one.
+    ELFSym *Sym;
 
-    /// Section Header Size 
-    static unsigned getSectionHdrSize(bool is64Bit)
-      { return is64Bit ? 64 : 40; }
+    /// getSymIndex - Returns the symbol table index of the symbol
+    /// representing this section.
+    unsigned getSymbolTableIndex() const {
+      assert(Sym && "section not present in the symbol table");
+      return Sym->SymTabIdx;
+    }
 
-    ELFSection(const std::string &name)
-      : Name(name), Type(0), Flags(0), Addr(0), Offset(0), Size(0),
-        Link(0), Info(0), Align(0), EntSize(0) {}
+    ELFSection(const std::string &name, bool isLittleEndian, bool is64Bit)
+      : BinaryObject(name, isLittleEndian, is64Bit), Type(0), Flags(0), Addr(0),
+        Offset(0), Size(0), Link(0), Info(0), Align(0), EntSize(0), Sym(0) {}
   };
 
-  /// ELFSym - This struct contains information about each symbol that is
-  /// added to logical symbol table for the module.  This is eventually
-  /// turned into a real symbol table in the file.
-  struct ELFSym {
-    const GlobalValue *GV;    // The global value this corresponds to.
-
-    // ELF specific fields
-    unsigned NameIdx;         // Index in .strtab of name, once emitted.
-    uint64_t Value;
-    unsigned Size;
-    uint8_t Info;
-    uint8_t Other;
-    unsigned short SectionIdx;
-
-    enum { 
-      STB_LOCAL = 0,
-      STB_GLOBAL = 1,
-      STB_WEAK = 2 
-    };
-
-    enum { 
-      STT_NOTYPE = 0,
-      STT_OBJECT = 1,
-      STT_FUNC = 2,
-      STT_SECTION = 3,
-      STT_FILE = 4 
-    };
+  /// ELFRelocation - This class contains all the information necessary to
+  /// to generate any 32-bit or 64-bit ELF relocation entry.
+  class ELFRelocation {
+    uint64_t r_offset;    // offset in the section of the object this applies to
+    uint32_t r_symidx;    // symbol table index of the symbol to use
+    uint32_t r_type;      // machine specific relocation type
+    int64_t  r_add;       // explicit relocation addend
+    bool     r_rela;      // if true then the addend is part of the entry
+                          // otherwise the addend is at the location specified
+                          // by r_offset
+  public:
+    uint64_t getInfo(bool is64Bit) const {
+      if (is64Bit)
+        return ((uint64_t)r_symidx << 32) + ((uint64_t)r_type & 0xFFFFFFFFL);
+      else
+        return (r_symidx << 8)  + (r_type & 0xFFL);
+    }
 
-    ELFSym(const GlobalValue *gv) : GV(gv), NameIdx(0), Value(0),
-                                    Size(0), Info(0), Other(0),
-                                    SectionIdx(ELFSection::SHN_UNDEF) {}
+    uint64_t getOffset() const { return r_offset; }
+    int64_t getAddend() const { return r_add; }
 
-    void SetBind(unsigned X) {
-      assert(X == (X & 0xF) && "Bind value out of range!");
-      Info = (Info & 0x0F) | (X << 4);
-    }
-    void SetType(unsigned X) {
-      assert(X == (X & 0xF) && "Type value out of range!");
-      Info = (Info & 0xF0) | X;
-    }
+    ELFRelocation(uint64_t off, uint32_t sym, uint32_t type,
+                  bool rela = true, int64_t addend = 0) :
+      r_offset(off), r_symidx(sym), r_type(type),
+      r_add(addend), r_rela(rela) {}
   };
 
 } // end namespace llvm